NO138963B - Konduksjonspumpe for flytende metall. - Google Patents

Description

Konduksjonspumpe for flytende metall.

Foreliggende oppfinnelse angår en konduksjonspumpe for flytende metall, og som er av enkel utfbrelse og innrettet for nedsenkning i det metall som skal pumpes.

Det er kjent at begrepet "konduksjonspumpe" betegner en pumpe hvori flytende metall settes i bevegelse av den elektromagnetiske kraft som frembringes ved samvirke av en magnetisk induksjon og en elektrisk strom som flyter perpendikulært på det magnetiske felt, tvers over et avgrenset avsnitt av metallstrbmningen.

En pumpe av denne type er gjenstand for sbkerens tidligere innleverte norske patentansbkning nr. 766/72, og den utfbrelse som er beskrevet i denne ansbkning, omfatter fblgende komponenter;

En fbrste magnetisk krets som på sin bverste del er utstyrt med en fbrste strbmtilfbrselsvikling og på sin nederste del med et luftgap/ anordnet for å frembringe et horisontalt magnetisk felt;

en rettlinjet, vertikal strbmningskanal for det flytende metall og anordnet på tvers av nevnte luftgap;

en horisontaltanordnet strbmslbyfe som utgjbres av et varrae-bestandig hylster med en innvendig mengde flytende metall, som i nivå med luftgapet befinner seg i elektrisk kontakt med det flytende metall som strbmmer i kanalen;

en annen magnetisk krets som på sin bverste del er utstyrt med en annen strbmtilfbrselsvikling for induksjon av elektrisk strbm i slbyfen i horisontal retning venkelrett på det magnetiske felt, gjennom det avsnitt av metallstrbmningen som befinner seg i nevnte luftgap;

idet nevnte strbmslbyfe er anordnet på et vesentlig lavere nivå

enn fbrste og annen strbmtilfbrselsvikling, således at nevnte viklinger kan befinne seg over overflaten av det flytende metall når strbmspolen er nedsenket i metallet.

Strbmslbyfens varmebestandige hylster er forbundet med strbmningskanalen ved hjelp av to faste elektroder som sikrer den ledende elektriske forbindelse mellom det flytende metall innvendig i hylsteret og metallstrbmningen gjennom kanalen.

Pumper av den type som er beskrevet i ovenfor angitte ansbkning, fungerer tilfredsstillende, men sbkeren har likevel funnet at det foreligger behov for pumper med forenklet strukturell oppbygning og samtidig godtagbar virkningsgrad, og som er særlig egnet for å anvendes ved diskontinuerlig drift, og det er derfor et formål for oppfinnelsen å fremskaffe en konduksjonspumpe med disse egenskaper.

Dette ble oppnådd i henhold til oppfinnelsen ved å erstatte de faste elektroder av porbst keramisk material i henhold til ovenfor nevnte ansbkning, og som var bmtålige samt medfbrte store tilvirkningsomkostninger, med to endestykker som hver er utstyrt med minst en åpning som setter det innvendige av strbm-slbyf ens hylster i forbindelse med det innvendige av strbmningskanalen.

Mens elektrisk ledende forbindelse mellom det strbmmende metall

og det flytende metall i strbmslbyfen således tidligere ble oppnådd gjennom porbse keramiske elektroder gjennomtrukket med flytende metall, oppnås nevnte ledende forbindelse i henhold til oppfinnelsen gjennom åpninger i endestykker av langt enklere og billigere konstruksjon enn nevnte keramiske elektroder.

Pumper hvis strbmslbyfer ender i sådanne endestykker utstyrt med åpninger, har videre vist seg å ha godtagbar virkningsgrad og gir tilfredsstillende drift. Særskilt er fylningen er strbmslbyfen med flytende metall ved igangsetningen av pumpen, liksom uttbmming av nevnte metall etter at pumpen er stoppet, blitt forenklet i vesentlig grad. Ved igangsetning av pumpen nedsenkes strbmslbyfen således direkte i metallbadet og fylles umiddelbart med vedkommende metall. Videre har sbkeren observert at det har vært mulig å

oke pumpens virkningsgrad på enkel måte ved å effektivt motvirke parasittstrbmninger av metall i mdtsatt retning i forhold til metallstrbmningen i strbmningskanalen.

I henhold til en fbrste variant av oppfinnelsen er dette oppnådd ved at endestykkene er utstyrt med et antall åpninger adskilt ved skillevegger, som er forlenget for oppdeling av strbmslbyfen og endestykkene i tilsvarende antall parallelle kanaler.

I henhold til en annen variant av oppfinnelsen, er bare endestykkene oppdelt i et antall parallelle kanaler.

Den fblgende beskrivelse under henvisning til de vedfbyde tegninger vil gjore det lettere å forstå hvorledes oppfinnelsen kan bringes til utfbrelse. Figur 1 er en oversiktskisse av en pumpe i henhold til oppfinnelsen. Figur 2 viser skjematisk en strbmslbyfe utstyrt med endestykker i henhold til oppfinnelsen. Figur 3 er en fbrste variant av en strbmslbyfe utstyrt med endestykker, Figur 4 er en annen variant av en strbmslbyfe utstyrt med endestykker. Figur 5 viser skjematisk en spesiell utfbrelse av et endestykke.

Den elektromagnetiske konduksjonspumpe som er vist i fig. 1, omfatter en vertikal strbmningskanal 1 for flytende metall, og som fortrinnsvis er utfort av varmebestandig material samt er fort tvers over luftgapet 2 i en fbrste magnetisk krets i form av en ramme 3.

Pumpen omfatter videre en annen magnetisk krets i form av en ramme 5, en strbmtilfdrselsvikling 6 anbragt på den ovre del av rammen 5 og viklet rundt en av rammens sider, samt en ledende strbmspole 7 med rektangulært tverrsnitt og som omgir en av de vertikale sider av rammen 5. Viklingen 6 tilfores vekselstrbm således at det induseres en tilsvarende vekselstrbm i den ledende strbmslbyfe 7. Slbyfen 1, som er horisontalt anordnet, utgjbres av et varmebestandig hylster 8 med en innvendig mengde flytende metall. Dette hylster 8 er forbundet med strbmningskanalen 1 over to endestykker 9, 9<1> med hver sin åpning, som setter det innvendige av hylsteret 8 i forbindelse med innsiden av kanalen 1, således at metall kan strbmme mellom nevnte hylster 8 og kanalen 1. Det avsnitt av flytende metall som befinner seg mellom endestykkene 9, 9' gjennomstrommes av vekselstrbm som induseres i spolen 7.

Spolen 7 er anordnet slik at strbmbanen mellom endestykkene 9 og 9<1> står vinkelrett på det magnetfelt som er opprettet i gapet 2, samt på lengdeaksen for kanalen 1. Endestykkene 9 og 91 er anbragt på hver sin side av den del av kanalen 1 som er fort gjennom luftgapet 2, idet hylsteret 8 omfatter en plan del som er anbragt mot den del av strbmningskanalen som befinner seg i luftgapet 2, hvorved nevnte plane del også er innfort i luftgapet. Slbyfen 7 er anordnet på adskillig lavere nivå enn viklingene 4 og 6, således at disse viklinger 4 og 6 kan befinne seg over overflaten av det flytende metall når slbyfen 7, så vel som den del av kanalen 1 som befinner seg under slbyfen, er nedsenket i metallbadet. Det vil således være mulig å beskytte nevnte viklinger 4 og 6 mot enhver tilfeldig temperaturstigning som ville gjore hensiktsmessig drift av pumpen umulig.

For å sikre at den vertikale elektromagnetiske kraft som opprettes i det flytende metallavsnitt mellom endestykkene 9 og 9', alltid er rettet oppover, er det nbdvendig å sikre at strbmmen og det magnetiske felt alltid befinner seg omtrent i fase.

Figur 2 viser skjematisk en ledende strbmspole 17 i form av et hylster 18 med en innvendig mengde av flytende metall. Strøm-spolen har rektangulært tverrsnitt og er tilsluttet strbmningskanalen 1 gjennom to endestykker 19 og 19', som er forsynt med hver sin rektangulære åpning 10 og 10<1>.

Når pumpen er i drift, vil metallstrbmningen i kanalen 1 være rettet oppover i retning av pilen Fl. Sbkeren har imidlertid funnet at det i tillegg ofte vil finne sted en parasittstrbmning mellom topp og bunn i endestykkene 19 og 19' (pilene F2 og F2<1>). For å utelukke denne strbmning, som nedsetter pumpens virkningsgrad, er det anvendt endestykker med flere parallelle åpninger.

Figur 3 viser en fbrste utfbrelsevariant med en strbmslbyfe 27, som utgjbres av et hylster 28 med en innvendig mengde flytende metall og ender i to endestykker 29 og 29', som forbinder slbyfen 27 med strbmningskanalen 1.

Endestykket 29 omfatter et antall åpninger med samme tverrsnitt og som er anordnet under hverandre, slik som åpningene 20a, 20b o.s.v. Likeledes omfatter endestykket 29' samme antall åpninger med samme tverrsnitt, som f.eks. åpningene 20'a, 20'b o.s.v. Åpningene 20a, 20b samt 20'a, 20'b i endestykkene er forlenget ved hjelp av horisontale skillevegger som 21a, 21b, anordnet innvendig både i endestykkene og slbyfen 27. Disse skillevegger deler opp slbyfen og endestykkene i et antall parallelle kanaler 22a, 22b, idet skilleveggene utgjbres av isolerende eller ledende varmebeståndig material, tog videre forhindrer enhver parasittstrbmning av flytende metall fra topp til bunn i endestykkene 29 og 29' samt i strbmslbyfen 27.

Figur 4 viser en annen variant av en ledende strbmspole 27, hvis hylster 28 er tilsluttet kanalen 2 gjennom to endestykker 39 og 39'. Hvert endestykke 39, 39' omfatter et antall like åpninger anordnet under hverandre, slik som åpningene 30a, 30b samt 301 a og 30'b. Disse åpninger strekker seg bare innover tilsvarende endestykkenes utstrekning, idet nevnte endestykker er forsynt med horisontale skillevegger 31a, 31b samt 31'a, 31'b, som deler

opp endestykkene i parallelle kanaler 32a, 32b samt 32'a, 32'b.

Disse skillevegger er utfort av varmebestandig material og

forhindrer enhver parasittstrdmning av flytende metall fra topp til bunn inne i endestykkene 39 og 39<1>.

Figur 5 viser et endestykke 49 med åpninger 40a, 40b, hvis tverrsnitt avtar fra den nedre del av endestykket til dets ovre del, nemlig i retning av metallstrbmningen i kanalen, med det formål å ta hensyn til den mulige variasjon av feltet langs kanalen.

Åpningene 40 er forlenget ved hjelp av horisontale skillevegger.

Endestykker av denne type gir utmerkede resultater og muliggjbr

en vesentlig nedsetning av den elektriske motstand ved strbm-

slbyf ens ender.

Det er også gjort forsbk med endestykker hvis indre kanaler er

adskilt ved skråstilte skillevegger, og dette har i visse tilfeller forbedret metallstrbmningen i kanalen.

Endestykkene er fortrinnsvis tilvirket av et keramisk material,

cement eller et blandingsmaterial.

Skjbnt endestykkene og strbmslbyfen er tilvirket hver for seg,

er det i visse tilfeller mulig å gjore denne tilvirkning lettere,

nemlig ved samtidig tilvirkning av endestykkene, strbmslbyfens hylster samt også skilleveggene, f.eks. ved at disse deler stbpes i samme stbpeform for dannelse av et eneste stykke.

Claims (5)

1. Konduksjonspumpe for flytende metall og innrettet for nedsenkning i metallet, idet den omfatter: En fbrste magnetisk krets (3) som på sin bverste del er utstyrt med en fbrste strbmtilfbrselsvikling (4) og på sin nederste del med et luftgap (2) anordnet for å frembringe et horisontalt magnetfelt; en rettlinjet, vertikal strbmningskanal (1) for det flytende metall og anordnet på tvers av nevnte luftgap; en horisontalt anordnet strbmslbyfe (7, 17) som utgjbres av et varmebeståndig hylster (8, 18) med en innvendig mengde flytende metall, som i nivå med luftgapet befinner seg i elektrisk kontakt med det flytende metall som strbmmer i kanalen; en annen magnetisk krets (5) som på sin bverste del er utstyrt med en strbmtilfbrselsvikling (6) for induksjon av elektrisk strbm i slbyfen i horisontal retning vinkelrett på det magnetiske felt, gjennom det avsnitt av metallstrbmningen som befinner seg i nevnte luftgap; idet nevnte strbmslbyfe (7, 17) er anordnet på et vesentlig lavere nivå enn nevnte fbrste og annen strbmtilfbrselsvikling (4, 6); karakterisert ved at nevnte hylster (8, 18) er tilsluttet nevnte strbmningskanal (1) gjennom to endestykker (9, 9') som hver er utstyrt med minst en åpning (10, 10') som setter det innvendige av nevnte hylster i forbindelse med det innvendige av strbmningskanalen (fig. 1, 2) .

2. Konduksjonspumpe som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert endestykke (29, 29') omfatter et antall åpninger (20a, 20b) adskilt ved skillevegger (21a, 21b), som er forlenget for oppdeling av såvel strbmslbyfen (27) som endestykkene i samme antall parallelle kanaler (22a, 22b) (fig. 3).

3. Konduksjonspumpe som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert endestykke (39, 39') er oppdelt i et antall parallelle kanaler (32a, 32b) ved hjelp av skillevegger (31a, 31b) (fig. 4).

4. Konduksjonspumpe som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at åpningenes tverrsnitt avtar nedenfra og oppover i hvert endestykke (49), nemlig i retning av metallets strbmningsretning (fig. 5).

5. Konduksjonspumpe som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at hvert endestykke (29, 29') utgjbres av en forlengelse av nevnte hylster (28) (fig. 3).